Question

（一）（8分）在含有物質(zhì)的量各為0.1 mol FeCl₃、H₂SO₄、Cu(NO₃)₂的溶液500 mL中，逐漸加入鐵粉，溶液中n(Fe^2＋)與加入n(Fe)的關(guān)系如圖A(請(qǐng)注意識(shí)圖，該題圖中每小正方格長(zhǎng)度為0.05mol)。（提示：忽略離子水解產(chǎn)生的影響；如果有硝酸根被還原時(shí)，則生成一氧化氮?dú)怏w）
（1）寫出圖中n(Fe)從0.125mol-0.225 mol段對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式____。
（2）寫出圖中n(Fe)從0-0.05 mol段對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式____。
（3）請(qǐng)?jiān)趫DB中畫出溶液中n(Fe^3＋)與加入n(Fe)的變化關(guān)系圖
（4）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到最后，取該溶液2mL加入試管中，為了證明該溶液中有NO₃^－存在，可以向試管中在滴加_______。

A．酸性KMnO4溶液

B．含有鹽酸的KSCN溶液

C．碘水

D．次氯酸鈉溶液

（二）（5分）下圖是電解槽的剖面圖，箭頭的方向指的是氣體或溶液的流向，陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)。現(xiàn)要用此裝置來(lái)通過(guò)電解分離Na₂SO₄和NaOH的混合溶液，則向裝置中通入A₁溶液和A₂溶液(A₁溶液是Na₂SO₄和NaOH的混合溶液，A₂溶液是NaOH的稀溶液)。電解一段時(shí)間后，裝置中流出：B₂溶液（是NaOH的濃溶液）和B₁溶液，C₁氣體和C₂氣體。

（1） C₂氣體是______（填化學(xué)式）。
（2）請(qǐng)寫出陽(yáng)極反應(yīng)的電極方程式                                .
（3）請(qǐng)簡(jiǎn)述陰極室能流出NaOH的濃溶液的原因                         .

Answer 1

（一）（1）Cu²⁺+Fe= Cu+Fe²⁺
（2） Fe+4H⁺+NO^-₃=NO↑+2H₂O+ Fe³⁺
（3）
（4）B
(二)（第一空1分，后兩2空2分）
（1）H₂
（2）4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O
（3）在電解的過(guò)程中，Na⁺被吸引移向陰極室，c(Na⁺)會(huì)增加；H⁺逐漸被消耗，又OH^-受陽(yáng)離子交換膜的阻礙不能移向陽(yáng)極室，c(OH^-)也增加，因此陰極室流出氫氧化鈉的濃溶液。

試題分析：分析題意，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的先后規(guī)律，得出溶液中與鐵反應(yīng)的離子的先后順序及物質(zhì)的量分別是n(H⁺)=0.2mol，n(NO₃^-)=0.2mol，n(Fe³⁺)=0.1mol，n(Cu²⁺)=0.1mol,Fe與H⁺ NO₃^-反應(yīng)的離子方程式為Fe+4 H⁺+ NO₃^-= Fe³⁺+NO↑+2H₂O，計(jì)算可知NO₃^-過(guò)量，按H⁺計(jì)算，此時(shí)消耗Fe0.05mol,生成Fe³⁺0.05mol，溶液中共有n(Fe³⁺)=0.15mol，F(xiàn)e³⁺消耗Fe0.075mol, Cu²⁺消耗Fe0.1mol。
（1） 圖中n(Fe)從0.125mol-0.225 mol段為Cu²⁺與Fe的反應(yīng)，離子方程式為Fe+ Cu²⁺ =Cu+Fe²⁺
（2）圖中n(Fe)從0-0.05 mol段為Fe與H⁺ NO₃^-反應(yīng)，離子方程式為Fe+4 H⁺+ NO₃^-= Fe³⁺+NO↑+2H₂O
（3）溶液中n(Fe^3＋)與加入n(Fe)的變化關(guān)系0～0.05mol時(shí)n(Fe^3＋)由0.1mol增加到0.15mol，然后從0.05～0.125mol n(Fe^3＋)減為0，如圖

（4）反應(yīng)進(jìn)行到最后，溶液為硝酸亞鐵的溶液，為證明該溶液中有NO₃^－存在，可向其中加入酸使溶液中存在硝酸，硝酸將亞鐵離子氧化后用KSCN溶液檢驗(yàn)，若溶液變紅，證明有NO₃^－存在，所以答案選B。
（二）（1）C₂極為電解槽陰極，陽(yáng)離子放電，所以H⁺放電成為H₂
（2）陽(yáng)極是陰離子放電，根據(jù)溶液中的離子的放電順序，所以是氫氧根離子放電，電極反應(yīng)方程式為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O
（3）在電解過(guò)程中，陽(yáng)離子移向陰極，導(dǎo)致c(Na⁺)會(huì)增加；H⁺逐漸被消耗，又OH^-受陽(yáng)離子交換膜的阻礙不能移向陽(yáng)極室，c(OH^-)也增加，因此陰極室流出氫氧化鈉的濃溶液。